UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERIAS

Transcripción

1 Asignatura Código Gramática y Lenguajes Formales IS405 Créditos 4 Intensidad semanal Requisitos 6 Horas IS323 Justificación Objetivo general Dar al estudiante toda una gran base teórica sobre Ciencias de la Computación, que servirá de fundamento a todo el resto de materias y conocimientos que verá y adquirirá a lo largo de la carrera. Mediante este curso, el estudiante adquirirá los conocimientos necesarios sobre la terminología y conceptos fundamentales acerca de la Teoría de Lenguajes, Gramáticas, Autómatas, Lenguajes y su relación con la Computación. - Estudiar los Lenguajes desde un punto de vista formal. - Definición formal de los Autómatas Finitos y su relación con los lenguajes formales. Estudiar los diferentes tipos de Autómatas Finitos que existen. Objetivos Específicos - Estudiar las Gramáticas desde un punto de vista formal y su relación con los Lenguajes y los Autómatas Finitos. - Analizar la Máquina de Turing - Para todos los casos anteriores, se inducirá al estudiante a que modele problemas tanto teóricos como prácticos utilizando Lenguajes, Autómatas Finito y Gramáticas. Metodología El curso se dictará con base en clases magistrales y con el apoyo de recursos multimedia cuando ello convenga. Además, se realizarán prácticas en computadora para dar solidez a los temas vistos en clase. Dentro del esquema de formación integral del ser humano, el profesor podrá traer temas y ayudas que le permitan al estudiante reconocer la historia de la ciencia y la responsabilidad de la

2 tecnología frente a la sociedad. Estos temas y ayudas se presentaran a discrecionalidad del profesor - Aprendizaje autónomo. - Capacidad de análisis y síntesis. Competencias Genéricas - Capacidad de aplicarlos conocimientos a la práctica. - Resolución de problemas. - Trabajo individual y por parejas. - Comunicación oral y escrita. Cognitivas(Saber): - Idioma. - Matemáticas. -Nuevas tecnologías TIC. - Conocimientos de informática. Competencias específicas - Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer): - Redacción en interpretación de documentación técnica. - Estimación y programación del trabajo. - Planificación, organización y estrategia. - Actitudinales(Ser): - Calidad. - Toma de decisión. - Capacidad de iniciativa y participación. - Clases de teoría Estrategias de aprendizaje - Exposiciones sobre trabajos de casos prácticos. - Tutorías colectivas de teoría - Clases de prácticas

3 - Corrección de las prácticas - Tutorías colectivas de prácticas - Tutorías individualizadas Contenido de la asignatura Unidad 1 Unidad 2 1. DEFINICIONES BÁSICAS: ALFABETOS, PALABRAS (CADENAS) Y LENGUAJES 1.1 Introducción, Historia. 1.2 Jerarquía de Chomsky para Lenguajes, Gramáticas y Autómatas. 1.3 Definición de Alfabetos, operaciones entre Alfabetos. 1.4 Definición de Palabras, operaciones con Palabras. 1.5 Definición de Lenguajes, Operaciones con Lenguajes. 1.6 Cerradura de Kleene (L*) y Cerradura Positiva (L + ) de un Lenguaje, Lenguaje Universal (*). 2. LENGUAJES Y EXPRESIONES REGULARES 2.1 Estructura de los Lenguajes Regulares 2.2 Expresiones Regulares. 2.3 Equivalencia entre Expresiones Regulares y Simplificación de Expresiones Regulares. 2.4 Lema del Bombeo para determinar si un lenguaje es Regular o no. 3. AUTÓMATAS FINITOS (AF) 3.1 Autómatas Finitos Deterministas (AFD) Definición: diagrama de estados, Función de transición. Minimización de un AFD Aplicaciones de los AFD 3.2 Autómatas Finitos No Deterministas (AFND) Definición: diagrama de estados, Relación de Transición Transiciones en los AFND. Algoritmo para la eliminación de las -Transiciones en los AFND Equivalencia entre AFD y AFND. Algoritmo para transformar un AFND en un AFD Aplicaciones de los AFD 3.3 Relación entre AF, Expresiones Regulares y lenguajes Algoritmo para la generación de una Expresión Regular que representa el conjunto de palabras que pertenecen al lenguaje regular que reconoce un AF Lema de Arden Algoritmo para generar un AF a partir de una Expresión Regular: método de las derivadas

4 4. MAQUINAS SECUENCIALES 4.1. Máquina de Mealy y Máquina de Moore 4.2. Equivalencia entre una Máquina de Moore y de Mealy 4.3. Aplicaciones de las máquinas secuenciales Unidad 4 5. AUTÓMATAS PROBABILÍSTICOS (1 semana) 5.1 Autómatas Probabilísticos 5.2 Definición 5.3 Vector de estado y Matriz estocástica M(a) 5.4 Accesibilidad de un estado partiendo de inicial 5.5 Lenguaje reconocido por un autómata probabilístico 5.6Aplicaciones de este tipo de autómatas 6. GRAMATICAS FORMALES 6.1 Gramáticas Regulares Equivalencia entre Gramáticas Regulares, Lenguajes Regulares y Expresiones Regulares Algoritmo para obtener una Gramática Regular a partir de un AF y viceversa Algoritmo para eliminar recursividad por la izquierda en una Gramática Regular Unidad Gramáticas Independientes del Contexto Sistemas de producción. Árboles de Derivación Problemas de la ambigüedad que se presentan en las Gramáticas Independientes del Contexto Algoritmos para eliminación de ambigüedades en las GIC: Símbolos Inútiles, Producciones Inútiles, -Producciones y Producciones Unitarias Forma Normal de Chomsky y Forma Normal de Greinbach 6.3 Gramáticas Dependientes del Contexto y Gramáticas de Estructura de Frase 6.4 Aplicaciones de las Gramáticas Unidad 6 7. AUTOMATAS DE PILA (AP) 7.1 Autómata de Pila Determinístico (APD) Definición formal, representación gráfica Lenguaje reconocido por un Autómata de Pila Construcción de un APD a partir de un Lenguaje 7.2 Autómata a Pila No Determinístico (APND)

5 Unidad Lenguajes aceptados por un APND Construcción de APND a partir de un Lenguaje Algoritmo para generar un APND a partir de una Gramática 7.3 Equivalencia entre AP y Gramáticas y Lenguajes Independientes del Contexto. 8. MÁQUINAS DE TURIN (MT) 8.1 Definición y funcionamiento y representación gráfica de una MT. 8.2 Descripción instantánea de una M. de Turing 8.3 Lenguaje reconocido por una MT 8.4 Construcción de una MT a partir de un Lenguaje de Estructura de frase 8.5 Diseño de MT Diseño con Multicinta. Construcción de una MT Multicinta a partir del lenguaje de Estruc. de Frase Diseño con dos o más Máquinas Referencia Bibliografía Pedro Isasi Viñuela, Paloma Martínez Fernández, Daniel Borrajo Millán, "Lenguajes, Gramáticas y Autómatas un Enfoque Práctico", Addison- Wesley Iberoamericana España, S.A John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman, "Introducción a la Teoría de Autómatas, Lenguajes y Computación, Pearson Educación S.A Dean Kelly, "Teoría de Autómatas y Lenguajes Formales", Prentice Hall, Elisa VisoG., Introducción a la Teoría de la Computación Autómata y Lenguajes Formales, Universidad Autónoma de México, Facultad de Ciencias, Las Presnas de Ciencias, 2008.